Laboratorio de Ingeniería Eléctrica y Electrónica Guía para las ...

Laboratorio de Ingeniería Eléctrica y ElectrónicaGuía para las Prácticas de LaboratorioFecha: Julio 13 de 2011. Código: AGL‐03 Página 1 de 4 Versión: 1.0INFORMACIÓN BÁSICACurso:Laboratorio Fundamentos de CircuitosSección(es):1 ‐ 9Nombre de la Práctica:Introducción al laboratorio: manejo de instrumentos y herramientas de simulación.Semana de la Práctica: Práctica No.:Laboratorio a utilizar:1‐31ML‐003CONTENIDO DE LA GUÍAPeriodo académico:2012‐1Versión:2012‐04‐12Objetivos:• Aprender a manipular de forma adecuada los equipos de medición y del puesto de trabajo, talescomo: fuentes de alimentación, generador de funciones, osciloscopio y multímetro.• Conocer y aplicar los métodos de medición de voltaje, corriente y resistencia.• Garantizar el uso correcto de los equipos y evitar su deterioro.• Aprender a manipular de forma adecuada las herramientas de simulación.• Comparar los resultados teóricos con los prácticos.Materiales y equipos1. Multímetro digital.2. Fuente de voltaje.3. Generador de Funciones.4. Protoboard.5. 3 Resistencias de valores entre 1kΩ y 100kΩ de ½ vatio.6. Cable para Protoboard (disponible en la ventanilla del laboratorio).7. 2 caimanes para conexión.8. Software: OrCAD.Nota: Los materiales de los numerales 4, 5, 6 y 7 deben ser llevados a la práctica por el estudiante.Conceptos básicos:La corriente eléctrica es una magnitud física que describe el flujo o movimiento de cargas. Cuando seestablece una diferencia de potencial entre dos puntos de un trozo de material que forma parte de un circuitoeléctrico, este voltaje genera una corriente eléctrica a través del mismo. La función matemática querelaciona la corriente y el voltaje depende de la sustancia constituyente, de la forma geométrica del trozoy de la temperatura. En esta práctica se estudiará esta relación entre voltaje y corriente.Cuando la razón entre voltaje y corriente permanece constante para distintos voltajes y corrientes, elmaterial se denomina óhmico y la relación se define como:La cual se denomina Ley de Ohm, si se grafica en un plano cartesiano la relación de Ohm ubicando lacorriente en el eje X y el voltaje en el eje Y se obtiene una línea recta con una pendiente constante cuyovalor se llama resistencia (R). Cuando un material o dispositivo no satisface la Ley de Ohm, recibe elnombre de no‐óhmico o no lineal.El valor de la resistencia R determina si el dispositivo es buen o mal conductor de cargas eléctricas. La unidadSI de R es el ohm (Ω), definida por [Ω]=[V]/[A]. Las resistencias son componentes del tipo pasivo y linealporque disipan energía en forma de calor, no la agrega al circuito, por eso su principal característicaes su oposición al flujo de corriente. Son los componentes más comunes en una tarjeta, porquelimitan la cantidad de corriente.Para calcular el valor de una determinada resistencia se recurre a la traducción de un código de coloresque se encuentra impreso alrededor del elemento y que elimina la necesidad de buscar el valor impreso envalores numéricos. El valor de un resistor está determinado por dos dígitos y un tercero denominadodígito multiplicador, las bandas adicionales nos indican la tolerancia y confiabilidad del elemento.Editó: Mónica A. Rodríguez G.Fecha: Abril 09 de 2012Revisó: Mauricio DuqueFecha:Aprobó: Mauricio DuqueFecha:

Laboratorio de Ingeniería Eléctrica y ElectrónicaGuía para las Prácticas de LaboratorioFecha: Julio 13 de 2011. Código: AGL‐03 Página 2 de 4 Versión: 1.0Existen dos principios adicionales que son fundamentales en el análisis de circuitos eléctricos. Por un lado, sise toma cualquier punto del circuito, la corriente que entra en él es igual a la que sale. Esto es:Similarmente las caídas de voltaje en cualquier camino cerrado sobre un circuito y en consecuencia sobrecualquier malla suma cero. Esto es:Con estas tres relaciones se resuelve todo circuito resistivo.Procedimiento:SESIÓN 1:1. Halle el valor teórico de 3 resistencias mediante el código de colores, encuentre su valor y anótelo;luego mida con el multímetro en la función adecuada el valor real de la resistencia y calcule elporcentaje de error. ¿Cuál es la tolerancia de cada una de las resistencias? ¿Se encuentra estevalor entre la tolerancia de la resistencia?2. Monte el circuito de la Figura 1 con las resistencias anteriormente medidas. Tomando la fuente devoltaje V1 como una fuente DC de 10V mida el voltaje y la corriente a lo largo de la fuente devoltaje y de cada una de las resistencias utilizando el multímetro. Anote estos valores. Calcule lapotencia entregada o disipada por cada elemento del circuito.FIGURA 13. Monte el circuito de la Figura 2, donde V2 es una fuente AC de 8 V de amplitud y una frecuencia de60 Hz. Mida la amplitud y la frecuencia de las ondas de voltaje en la fuente y en cada una de lasresistencias del circuito utilizando el osciloscopio. Realice un ajuste manual hasta visualizarcorrectamente la señal e indique el número de voltios por división y segundos por divisiónempleados.FIGURA 24. Sobre el circuito del punto anterior, mida el voltaje en cada elemento del circuito, utilizandoel multímetro en la función adecuada. Compare con los resultados obtenidos en las mediciones delpunto anterior.Editó: Mónica A. Rodríguez G.Fecha: Abril 09 de 2012Revisó: Mauricio DuqueFecha:Aprobó: Mauricio DuqueFecha:

Laboratorio de Ingeniería Eléctrica y ElectrónicaGuía para las Prácticas de LaboratorioFecha: Julio 13 de 2011. Código: AGL‐03 Página 3 de 4 Versión: 1.05. Varíe la frecuencia de la señal de entrada a otro valor y ajuste el osciloscopio para visualizarlacorrectamente. Tome nuevamente los valores de los voltajes en cada una de las resistenciasutilizando el osciloscopio y el multímetro y haga un análisis del efecto que pueda tener este cambiocon respecto a las mediciones entre instrumentos.SESIÓN 2:1. Realizar el circuito de la Figura 1 en OrCAD, con los mismos valores de resistencias de la sesión 1.Tomando la fuente de voltaje V1 como una fuente VDC de un valor de 10V, simule y usando losmarcadores mida el voltaje y la corriente a lo largo de la fuente de voltaje y de cada una de lasresistencias. Anote estos valores y capture los resultados.2. Realice el circuito de la Figura 2 en OrCAD con los valores de las resistencias de la sesión 1, V2 es unafuente VSIN de 8V de amplitud y una frecuencia de 60Hz. Simule y utilice los marcadores paramedir el voltaje y la corriente a lo largo de la fuente y cada una de las resistencias. Anote estosvalores y capture los resultados.3. Simule en OrCAD el circuito de la Figura 3 y hallar todos los voltajes y corrientes de todas lasresistencias del circuito mediante los marcadores.R1R2115R31024V1R440R5500FIGURA 34. Simular en OrCAD el circuito de la Figura 4 y hallar los voltajes y corrientes de todas las resistenciasdel circuito, la fuente dependiente es una fuente de corriente controlada por corriente que seencuentra en la librería ANALOG con el nombre F.FIGURA 45. Simular el circuito de la Figura 5 y hallar todos los voltajes y corrientes de sus componentesmediante los marcadores.Editó: Mónica A. Rodríguez G.Fecha: Abril 09 de 2012Revisó: Mauricio DuqueFecha:Aprobó: Mauricio DuqueFecha:

Laboratorio de Ingeniería Eléctrica y ElectrónicaGuía para las Prácticas de LaboratorioFecha: Julio 13 de 2011. Código: AGL‐03 Página 4 de 4 Versión: 1.0R1V16V34R268R388V4I1V2212FIGURA 50Entregables:Se debe entregar un informe en el formato dado en sicuaplus. Debe entregarse antes de la fecha límite segúnsea su sección de laboratorio.Cronograma:Semana 1: Manejo de equipos de laboratorio.Semana 2: Manejo de OrCAD como herramienta de simulación de circuitos.Semana 3: Examen práctico grupal y examen de conceptos individual.CRITERIOS DE EVALUACIÓNCriterio% nota delCriterioDescripciónNo.laboratorioT Informe Incluye el trabajo en clase y la calidad del informe 1%presentado.2 Prueba grupal Prueba en donde se evalúa al grupo de estudiantes en un 1%ejercicio similar al de la práctica de laboratorio.3 Prueba individual Prueba en donde se evalúa al estudiante con preguntas 1%relacionadas con la práctica de laboratorio.REVISIÓN Y APROBACIÓNFirma del Asistente GraduadoFecha: 22 de Marzo de 2012Firma del ProfesorFecha:Editó: Mónica A. Rodríguez G.Fecha: Abril 09 de 2012Revisó: Mauricio DuqueFecha:Aprobó: Mauricio DuqueFecha: